Il forno elettrico ad arco è un impianto centrale nella produzione di acciaio primario ed è utilizzato principalmente nel processo elettrico dell'acciaio, cioè nella produzione di acciaio da rottami di acciaio. Oltre ai rottami d'acciaio, si può utilizzare anche la spugna di ferro. L'uso della ghisa grezza nei forni elettrici ad arco non è comune in Europa.
I rottami di acciaio vengono messi nel forno elettrico ad arco. Gli elettrodi di grafite vengono immessi nel forno elettrico ad arco dall'alto fino a poco sopra il rottame d'acciaio. Con l'aiuto della corrente elettrica, gli elettrodi generano un arco elettrico che raggiunge temperature fino a 3.500 °C. Il rottame viene fuso per circa 25-40 minuti con l'aggiunta di ossigeno ed eventualmente di altri combustibili come il carbone o il gas naturale. La fusione raggiunge temperature fino a 1.800°C. Infine l'acciaio liquido viene spillato. I pesi tipici di maschiatura dei forni elettrici ad arco sono tra le 80 e le 120 tonnellate di acciaio. I grandi forni elettrici ad arco possono contenere fino a 250 tonnellate di acciaio.
Sono in uso due tipi di forni elettrici ad arco. In Europa sono predominanti i forni elettrici trifase ad arco, che funzionano con tre elettrodi di grafite. Essi rappresentano circa il 90% della capacità dei forni elettrici ad arco. Ci sono anche i forni elettrici ad arco a corrente continua, che funzionano con un elettrodo di grafite nel coperchio e un anodo inferiore nel focolare. I vantaggi originali dei forni elettrici ad arco in corrente continua, come la minore retroazione dell'alimentazione o i tempi di fusione più brevi, sono stati compensati dall'ulteriore sviluppo dei forni elettrici ad arco trifase. Attualmente vengono installati quasi esclusivamente forni elettrici ad arco trifase.
I forni elettrici ad arco sono spesso utilizzati per il riciclaggio dell'acciaio. La qualità dell'acciaio così prodotto dipende dalla qualità del rottame utilizzato. I forni elettrici ad arco possono produrre elevate qualità di acciaio se si utilizzano materiali di partenza di alta qualità, come la spugna di ferro o i rottami di alta qualità.
Per tonnellata di acciaio, il forno ad arco elettrico consuma circa 350-400 kWh di elettricità. I carichi tipici collegati dei forni sono nell'ordine di circa 120 MW.
electric arc furnace